安平矿井初步设计煤矿毕业设计说明书.docx

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安平矿井初步设计煤矿毕业设计说明书

前言

本次毕业设计，我所做的是河北冀中能源邢台矿业集团邢台一矿井初步设计。

在毕业设计之前，我们设计组在陈志彬老师的带领下深入到矿区进行为期一个月的毕业实习，在此期间我们搜集了所有毕业设计所需的资料，同时在生产一线积累了实际生产和管理经验。

通过实习使我们更加深刻地了解到我们以后的工作，并且学到了重要的设计思想及设计中所涉及的现场工作经验，为毕业设计打下了良好的基础，也为以后的工作也积累了宝贵的经验。

本次毕业设计是在陈老师和同学的指导下完成的，是我们大学四年学习采矿工程专业的一个全面的总结。

安平矿井初步设计包括以下几个部分：

1、矿区自然地理、水文、地质、交通等基本情况概述；

2、矿井井田范围内煤的地质储量、工业储量及可采储量；

3、矿井生产能力及服务年限；

4、矿井井田的总体开拓设计，井筒位置及形式选择、水平划分、延伸方案确定、采区划分、井底车场的确定及线路计算、硐室布置等内容；

5、矿井采区的布置、工作面布置、生产运输机械选型、生产程序安排、采区车场的设计及生产工作面回采工艺的确定。

6、矿井生产系统。

包括提升、运输、通风、排水等系统的确定和设备选型及相关硐室的布置。

本次设计共用时12周，时间较为充足。

由于个人水平有限，缺少现场生产经验，所以在设计中难免有不足之处，恳请各位老师给予批评指正，最后谢谢王老师半年的辛勤指导。

关键词：

地质构造、开采水瓶、开拓方式、采煤方法、井底车场。

Abstract

Thegraduationdesign,whatIdoisexistedinHebeiprovinceenergyXingtaimininggroupXingquanminepreliminarydesign.

Beforeinthegraduationdesign,wedesignteamsinWangtongjietheguidanceofteachersintotheminingareaforamonthofgraduationpracticeinthisperiodwecollectedallthegraduationdesigninformation,andatthesametimeintheproductionlinehasaccumulatedpracticalproductionandmanagementexperience.Throughtheinternshipmakeusamoreprofoundunderstandingtotherestofourwork,andlearnedimportantdesignideaanddesignwithfieldworkexperience,forthegraduationdesignhavelaidagoodfoundationforthefutureworkalsohasaccumulatedawealthofvaluableexperience.

ThegraduationdesignisintheWangteachersandstudentsfinishbelowtheguidanceof,isouruniversityfouryearslearningminingengineeringacomprehensivesummary.

Anpingminepreliminarydesignincludesthefollowingseveralparts：

1.miningareaofnaturalgeography,hydrology,geology,transportationandotherbasicsituationsofintroduction,

2.withinthescopeofthecoalminefieldgeologicalreserves,industrialreservesandrecoverablereserves;

3.mineproductionabilityandservicefixednumberofyear;

4.minefieldoftheoveralldevelopmentdesign,shaftlocationandformselection,leveldivision,extensionplan,miningdivision,atthebottomofawelldefinedandthelinecamesintosourcalculation,andarrangementofthecaverncontent;

5.minemining,thelayoutoftheminingfacelayout,productiontransportationmachineryselection,productionprocessarrangement,miningdesignandproductionofminingfaceofinformationextractionprocessidentified.

6.mineproductionsystem.Includingascension,transportation,ventilationanddrainagesystemdetermineandselectionofequipmentandrelatedcavernlayout.

Thisdesignshare12weeks,sufficienttime.Duetolimitedpersonallevel,thelackofthefieldproductionexperience,thehardtoavoidinthedesignsodefects,askeverybodytogivethecriticismteachertocorrect,finallythankWangteacherhalfayearofhardguidance.

Keywords:

geologicalstructure,miningwaterbottles,openway,miningmethod,shaftbottom.

第1章矿井概述及井田特征

1.1矿井概述

1.1.1矿区概述

邢台一矿位于河北省邢台市西南部35km处，邢台地区沙河市与邯郸地区武安市的接壤地带。

井田大部分属沙河市邢台一镇管辖，只有东南少部分属武安市邑城乡管辖。

地理坐标为：

东经114°11′15″～114°15′00″，北纬36°48′45″～36°55′00″。

井田范围：

北以煤层自然风氧化带为界；南以流沙河为界；东部以井田F4断层与为界；西部以村庄煤柱为边界，。

井田东西长约7km，南北约3km，呈南北近似长条状，井田面积18.798008km2。

开采深度由+80m至-600m标高。

矿井东距京广铁路沙河车站25km，距矿山村支线铁路权村车站6km。

煤矿外运铁路专线从权村车站接轨延伸至工业广场。

井田内有两条主要公路穿过，邢台至渡口公路从东向西经过井田北部；邢台至都党公路从井田东部通过，经工业广场伸向西南方向，通往武安市和山西省。

总之，矿区内公路四通八达，交通非常便利。

见矿区交通位置图（图1-1）。

图1-1交通位置图

1.1.2矿区地形

矿区位于太行山东麓山前地带，呈山前台地地形，并被北西向次一级分水岭分割，最高标高339.6m，位于孟石岗附近，最低标高194.10m，位于得义东侧河床，全区地势西高东低，起伏较大。

按地貌成因类型划分，本区为冰碛台地地形。

井田内发育有三级台地，自下而上依次为：

漫滩及一级台地、二级台地和三级台地。

漫滩及一级台地由全新统冲洪积物覆盖；二级台地由上更新统黄土及洪冲积卵石层组成，具二元结构；三级为扇形台地，全区标高在300～320m左右，上部台地由中更新统红粘土卵砾石层组成，其下为下更新统间冰期的冰水泥积物及冰碛泥砾。

1.1.3气象

矿区为温带大陆性气候，四季分明，春季干旱多风沙，、夏季炎热雨水多，秋季干燥日照长，冬季寒冷雨雪少。

根据沙河市赵泗水气象站的资料，年降水量为751.9~256.4mm，平均497.0mm，雨季多集中在七、八月份。

年蒸发量1472.9~2268.3mm，平均1719mm。

年平均相对湿度66.0%，年平均气温为13.0℃左右，历史最高气温40.1℃，最低气温-16.6℃。

降雪及冻结日期自12月初至次年3月初，约80余天。

平均风速3m/s左右，春季最大风速可达15.3m/s，风向以北、东及南风居多。

主要自然灾害有旱灾、水灾、雹灾、风灾、虫灾、地震、霜冻等。

1.1.4地震

根据历史记载，涉县1314年10月5日发生过6级地震，磁县1830年6月12日发生过7.5级地震，邢台地区隆尧县1966年3月8日发生过7.2级地震，本矿区位于涉县、磁县及邢台之间，因此，有发生地震活动的可能。

邢台矿区处于地震强烈度6~7度区。

1.1.5水文

井田内地表水系不发育，仅有季节性小溪共三条，雨季有水，旱季断流，均属北洺河支流，现分述如下：

中关小溪：

源起刘石岗以北，SEE向横穿井田北部地段，河床底部第四系地层厚50m以上，冰碛泥砾发育，无渗漏的威胁。

栾卸小溪：

以刘石岗西冲沟与邢台一冲沟为主，并汇集王窑北冲沟及王窑冲沟。

根据观测资料，暴雨后出现水流但无渗漏现象，并且与奥灰水无水力联系，但在栾卸附近通过井田浅部地段，第四系地层厚度较薄，煤层开采后塌陷裂隙将通达地表，因此局部地段需铺衬防漏。

紫牛湾小溪：

邢台一冲沟、温庄南冲沟、李石岗西冲沟汇集而成，河床底部第四系地层厚100m以上，无渗漏的威胁。

1.2井田地质特征

1.2.1勘探概况

早在1957年6月峰峰地质办事处地质队就开始在该井田进行勘探工作，并提交《武安邑城地区地质普查报告》，其中包括显邢台一区，之后相继又有煤田地质、冶金系统地质队在该地区进行地质勘探工作，最终于1975年12月，由原煤炭部129煤炭地质队提交了《河北省邢台矿区邢台一井田地质勘探精查报告》。

当时邢台一井田勘探面积32km2，共施工钻孔162个，平均5个/km，1994年10月西安矿业学院和邢台一矿以邢台一矿精查报告，以及大量的矿井生产资料提交了《邢台矿务局邢台一煤矿生产矿井地质报告》。

此次精查补充勘探范围：

西起9线，东至20线；北起煤层露头，南至－700m水平及褡午铁路保护煤柱。

东西长7km，南北宽3.5km，2号煤层有效勘探面积27.12005km2。

区内共先后施工钻孔105个。

其中原精查勘探钻孔51个。

精查补充勘探钻孔54个，在54个补勘探钻孔中，此次补充钻孔33个。

历年施工的钻孔中河北省第勘公司煤田水文队（现三队）和129队施工的钻孔资料齐全，质量较高，能够利用，其余地质队施工的16个钻孔质量低劣，打丢、打薄煤层情况严重，原始资料保存不全，封孔资料不详，且无测井资料验证补充，可利用程度很差。

129煤田地质勘探队施工的钻孔中，除007号钻孔严重漏水，孔壁坍塌，没有进行封孔外，其余钻孔采用1：

1水泥从孔底至最上一层煤上推50m区段进行了封孔。

经检查除107、703、715、718、803、1118、1203、1207、1209、1226、1405、1603、1707等13孔，由于孔内严重漏水或封孔材料不足和封孔质量不合格外，其余钻孔封孔质量基本上是合格的。

全部钻孔均进行了简易水文观测，合格率占92%，孔斜36′~36°不等，孔斜严重，对钻探质量有一定影响。

水文队和129队施工的钻孔除007号孔未测井外，其余145个钻孔均进行了测井工作，且质量较高。

129队施工的钻孔中，取芯孔40个，占30%，无芯孔和局部取芯测井解释钻孔75个，占70%。

钻探质量综合验收结果为甲乙级钻孔125个，达93%，丙级孔仅占7%。

总的来说，井田内勘探工程在数量上、质量上、以及布置上均能满足精查要求。

自矿井设计以来，井田边界几经变动，目前井田面积为18.79801km2，内有116个钻孔。

平均6个/km2。

这些钻孔、质量，尤其是煤厚资料的质量绝大多数是可靠的。

1.2.2煤系地层

邢台一矿全部被新生界第四系松散沉积层覆盖，第四系与下伏各地层呈不整合接触。

根据钻孔及矿井开采掘进揭露的地层情况，本区发育的地层自下而上依次为奥陶系中统马家沟组（O2m）、峰峰组（O2f），石炭系中统本溪组（C2b）、石炭系上统太原组（C3t），二叠系下统山西组（P1s）、二叠系下统下石盒子组（P1x）、二叠系上统上石盒子组（P2s）、新生界第四系（Q）。

矿区内地层由老至新描述如下：

一、奥陶系（O）

1、奥陶系中统下马家沟组（O2x）

由角砾状灰岩及峰窝状泥质、白云质灰岩组成，厚度大于144m，按岩性可分为三段。

2、奥陶系中统上马家沟组（O2s）

由浅黄、浅红色白云质角砾状灰岩，蜂窝状灰岩，灰色致密块状灰岩及泥质灰岩组成。

总厚平均246m，按岩性特征可分为三段。

3、奥陶系中统峰峰组（O2f）

由厚层状致密灰岩、结晶灰岩、角砾状灰岩、白云质灰岩组成。

本区钻孔揭露总厚度平均167m。

按其岩性特征全组可分为三段。

与上覆中石炭统本溪组呈平行不整合接触。

二、石炭系（C）

1、中石炭统本溪组（C2b）

主要由深灰色泥岩、粉砂岩及石灰岩组成，夹不稳定薄煤层及薄层中细粒砂岩。

泥岩富含铝质，具鲕状结构。

泥岩、粉砂岩富含黄铁矿结核与微晶，并含植物根化石。

石灰岩含蜓科动物化石。

本组厚6.98～30.50m，平均厚17.56m。

该组以顶部一层本溪灰岩或晋祠砂岩与上石炭统太原组为界。

与下伏奥陶系中统峰峰组呈平行不整合接触。

该组含大量蜓类、小有孔虫及牙形刺化石：

蜓类：

Fusulinakonnoi

F.cylindrical

Pseudostaffella

牙形石:

Idiognathodusdelicates

Ligonodinasp.

Hindeodellasp.

2、上石炭统太原组（C3t）

为一套海陆交互相沉积，井田主要含煤地层之一。

由深灰色、灰色粉砂岩，灰至灰白色中细粒砂岩、石灰岩及煤层组成，发育灰岩4～6层，含煤6～9层。

该组以顶部一座灰岩（有时相变为海相泥岩）或2#煤层底板砂岩（俗称北岔沟砂岩）作为与二叠系下统山西组的分界。

总厚120.53～186.44m，平均厚135.50m。

以整合接触关系沉积于本溪组之上。

富含黄铁矿、菱铁矿及动植物化石。

本组含蜓、小有孔虫、腕足类、牙形刺、珊瑚等动物化石，在泥岩粉砂岩中含植物化石，主要有：

蜓科:

Quasifusulinalongissima

Q.compacta

Schwagerinanobilis

S.japonica

牙形石：

Streptognathodusfuchengensis

Anchignathodus

珊瑚：

Lophocarinophyllumacanthiseptum

腕足类：

Dityoclostustaiyunfuensis

Eomarginferapusilla

Marginifereorientalis

M.linchengensis

三、二叠系（P）

1、下二叠统山西组（P1s）

为过渡相碎屑岩沉积，是井田又一主要含煤地层。

岩性由灰色、深灰色、黑灰色的中细粒砂岩、粉砂岩和煤层组成。

砂岩和粉砂岩中含有鳞木、芦木、苛达松、羊齿类等植物化石。

顶部粉砂岩中普遍具有黑色细鲕粒结构；中下部含煤2～4层。

该组厚50.68～116.7m，平均厚83.8m。

上界为下石盒子组底部的“骆驼脖”砂岩。

与下伏太原组地层为整合接触。

本组含猫眼鳞木、耳脉羊齿、中国瓣轮叶、星轮叶、芦木、带科达等植物化石，主要分子有：

Emplectopteristriangularis

Annulariamucronata

A.stellata

Sphenophyllumthonii

Lobatannulariaensifolia

Taeniopterismultinervis

Callipteridiumkoraiense

Pecopteristaiyuanensis

2、下二叠统下石盒子组（P1x）

为陆相沉积。

岩性以灰、灰绿色、紫斑色粉砂岩和含铝土质的砂质泥岩为主，普遍含有菱铁质大鲕粒，集结成瘤状或葡萄状结合体。

中部和下部夹有2～3层中细粒砂岩，最下部一层砂岩通称“骆驼脖”砂岩，呈灰色，含云母片和泥质包体，全区普遍发育，是一辅助对比标志。

该组顶界为一层沉积稳定的富含菱铁质鲕粒及豆状铝土质的泥岩，俗称“桃花”泥岩，是下石盒子组与上石盒子组的分界层。

该组地层厚26.5～58.0m，平均41.1m。

与下伏山西组为整合接触关系。

本组含植物化石：

Pecopterissp.

Pecopterishemtelioides

Lobatannulariasp

Calamitessp.

Cf.Sphenopteridiumpseudogermanicum

Sphenophyllumsp.

Annulariastellata

3、上二叠统上石盒子组（P2s）

为陆相沉积。

岩性以灰绿色、紫斑色粉砂岩及砂质泥岩为主，夹有数层中细粒含砾砂岩和铝土质泥岩。

该组平均总厚307.4m。

按岩性组合特征可分为四段。

本区出露最高层位为三段，岩性为砂岩、粉砂岩互层。

与下伏下石盒子组呈整合接触。

本组含植物化石：

Alethopterissp.

Chiropterisreniformis.

Gigantonocleasp.

G.hallei

Neuropteridiumcoreanicum

Pecopterisanderssonii

四、第四系（Q）

覆盖于各时代地层之上，与各地层均呈角度不整合接触关系。

1、下更新统新村组（Q1x）

为冰碛及间冰期沉积物，总厚10～150m，一般厚40m左右。

下部为冰碛红色泥砾；上部为冰水沉积的杂色粘土、细砂、亚粘土及砂砾石等。

本组在邢台一、新村、柳泉、上关一带有所出露。

2、中更新统石岗组（Q2s）

为冰碛红粘土砾石层，中夹透镜状砂层，上覆厚2～6m的坡洪积相红色亚粘土。

砾石成分以石英砂岩、石英岩为主。

砾石表面见有刨蚀凹月面、压坑及擦痕等冰碛物特征。

该组总厚8.0～81.64m，一般厚30m。

全区大面积出露，多组成三级台地。

3、上更新统马兰组（Q3m）

为多种成因的黄土、淡黄土。

分布在二级阶面及冰碛台面，具垂直节理和大孔隙。

厚2～10m，含鹿、豺、蜗牛等化石。

底部具有砾石透镜体。

4、全新统（Q4）

为洪冲积相卵石层，成分以石英砂岩为主，砾径10～20cm，夹红色细砂，厚2～6m。

分布在一级阶地、漫滩、河谷内。

在山麓山丘之上，表现为厚度不超过1m的残坡积碎石。

上述地层划分，主要沿用了原精查地质报告和生产矿井地质报告的划分结果。

本次修编报告，按照76年华北地层会议通过的地层划分方案，仅对与此方案不相一致的下二叠统下石盒子组（P1x）与上二叠统上石盒子组（P2s）之间的地层界线做了重新调整。

对下石盒子组不再分段，对上石盒子组分为四段。

无论沿用的原地质报告地层界线，还是重新修改的地层界线均以特征明显、发育普遍的标志层、古生物化石及测井曲线（视电阻率及自然伽玛）等作为划分与对比的主要方法。

依据充分，对比结果可靠。

1.3井田水文地质构造

1.3.1水文特征

矿区位于河北省南部邢台市西，地形西高东低。

西部为太行山脉的中低山区；东部京广铁路以西为丘陵区、以东为平原，整体属中等切割的中低山~丘陵~盆地及山前洪冲积平原，区内最高点为黄庵垴，标高1773.80m，最低为邢台市北的晏家乡，标高54.20m。

邢台一矿区处于该区剥蚀堆积的山前丘陵地带。

区内自南向北依次发育有北铭河、马会河、沙河、七里河、白马河等季节性河流，均属海河水系，为大气降水的主要排泄通道。

其发源地均位于西部太行山区。

在西部裸露、半裸露山区河流可渗漏补给地下水，多年平均渗漏量为6m3/s，占区域岩溶水补给量的60%，是岩溶地下水的一大补给源。

（1）、含水层

根据岩性、结构、富水特征及其对开采的影响程度，参考区域含水岩组情况，矿区含水层（组）划分如下：

（一）新生界松散类孔隙潜水含水组

1、全新统砂砾石含水组

呈条带状分布于中关、栾卸小溪沟等沟谷之内，主要为冲洪积相卵砾石层。

砾石成分复杂，以粒径10~20cm紫红、灰白色石英砂岩为主，夹红色细砂。

厚0~13.00m，平均4.00m。

渗透系数13.0m/d，钻孔单位涌水量0.662L/s·m，水位标高198.2m，为HCO3—Ca型水。

富水性中等。

2、中更新统砂砾石含水层

全区大面积分布，形成III级台地。

主要由粒径1~80cm冰碛紫红、灰白色石英砂岩、石英岩砾石组成，夹有砂层透镜体。

砾石磨圆度较好，表面包有灰白、棕红色粘土。

厚8.00~81.64m，一般30m。

渗透系数0.692m/d，钻孔单位涌水量0.125L/s·m，水位标高280.04m，为HCO3—Ca型水。

富水性中等。

3、下更新统砂层含水层

出露于邢台一、新村、柳泉、上关一带。

厚10.00~80.14m。

渗透系数4.05~5.72m/d，钻孔单位涌水量0.0938~0.609L/s·m，水位标高230.89~242.77m。

富水性中等，但极不均一。

井田内小煤窑井筒多见此层，且含水。

4、下更新统冰碛泥砾含水层

层位不稳定。

主要由粒径10~30cm的石英砂岩和石英岩砾石组成，其间充填有灰白、灰绿色粘土。

厚5.00~74.77m，平均15.00m，变化较大。

渗透系数0.0673m/d。

钻孔单位涌水量0.00427L/s·m，水位219.79m，为HCO3—Ca型水。

井下一、三、五采区均未发生该层突水；1321工作面风巷向上探水时，基本无水。

富水性极弱。

以上各含水层水位标高受季节影响明显，均因地、因时而异。

水化学类型以HCO3—Na型为主。

鉴于该组含水层在井田内分布不稳定，加之补给源不足，储水量较小，且有沟谷切割泄水，所以，除煤矿塌陷裂隙带高度达此层者，一般对煤矿生产无影响。

但在17勘探线以北该组富水性较强，工作面回采时应多加注意。

（二）二叠系砂岩裂隙承压含水组

1、下石盒子组砂岩含水层

厚0.50~42.79m，一般14.37m。

据中央石门揭露，其顶部和下部为细粒砂岩，中部为中粒砂岩，钙质胶结，裂隙发育，矿井揭露时最大涌水量为60m3/h，后逐渐减小至少量淋水，可见其主要为静储量；据勘探资料，钻孔单位涌水量0.00433~0.0231L/s·m，一般0.0137L/s·m，其渗透系数为0.0262~0.311m/d，一般0.0974m/d，水位标高+198.75~+216.87m，一般+213.58m。

水化学类型为HCO3·Cl—Na型，矿化度0.309g/L。

井田东、北部富水性稍强。

但总体呈弱富水性。

2、山西组砂岩含水层

为2号煤层顶板。

由灰白色中细粒及中粒砂岩组成。

厚0~23.29m，平均9.95m，不